Físicos da Universidade do Tennessee em Knoxville e seus colaboradores realizaram medições cruciais do tempo de vida e da energia de decaimento do telúrio-104 (Te-104), um avanço significativo na compreensão do processo de decaimento alfa que intriga a ciência há mais de um século. Os resultados, publicados na revista Nature, confirmam previsões feitas há décadas de que o Te-104 é um caso especial na formação de partículas alfa dentro dos núcleos atômicos.
O decaimento alfa, descoberto há 125 anos, ainda guarda mistérios sobre como uma partícula alfa – composta por dois prótons e dois nêutrons fortemente ligados – se forma no interior de núcleos pesados antes de escapar por tunelamento quântico. O professor Robert Grzywacz, líder da equipe experimental na Fábrica de Feixes de Isótopos Radioativos (RIBF) do RIKEN, no Japão, explicou que a grande questão é como ocorre a formação local de um aglomerado ou cluster que dá origem à partícula alfa.
Segundo Grzywacz, a emissão é um processo de tunelamento bem compreendido que depende da energia disponível, mas a pré-formação da partícula alfa sinaliza que ela está prestes a escapar do núcleo. Desde a década de 1960, cientistas suspeitavam que o telúrio-104 possuía um aprimoramento especial nessa pré-formação, e agora a equipe conseguiu medir diretamente essa probabilidade. O experimento foi conduzido no acelerador RIBF, onde feixes de xenônio-124 colidiram com um alvo de berílio para produzir fragmentos de xenônio-108, cujo decaimento gera o Te-104.
A medição revelou que o Te-104 é o núcleo radioativo emissor de partícula alfa de mais curta meia-vida conhecida, com apenas 7,2 nanossegundos. Essa meia-vida extremamente curta, corrigida pela energia de decaimento, resulta em uma probabilidade de pré-formação alfa cerca de dez vezes maior do que a do polônio-212, o único outro caso bem estudado. Grzywacz destacou que o telúrio-104 provavelmente será um caso único entre todos os núcleos.
A alta pré-formação está diretamente relacionada ao estanho-100, um núcleo duplamente mágico e fortemente ligado, assim como a própria partícula alfa. Há mais de meio século, cientistas já imaginavam o telúrio-104 como uma breve molécula composta por estanho-100 e uma partícula alfa, uma imagem que os novos dados agora corroboram. Os pesquisadores, com primeiro autor Ian Cox, atribuem o fenômeno às condições favoráveis criadas pela relação com o estanho duplamente mágico, conforme reportagem do portal phys.org.
O estudo não apenas resolve uma antiga questão sobre o local de formação da partícula alfa, mas também fornece uma base experimental sólida para compreender a estrutura nuclear e os mecanismos de decaimento de centenas de isótopos. A colaboração internacional utilizou quatro cíclotrons acoplados para superar os desafios técnicos de sintetizar núcleos que existem por apenas nanossegundos. O trabalho representa um marco na física nuclear e abre caminho para novas descobertas sobre a organização da matéria no nível subatômico.
Nenhum comentário ainda, seja o primeiro!